NO320814B1 - Sealing additive, fracturing fluid and method for fracturing a subterranean formation - Google Patents
Sealing additive, fracturing fluid and method for fracturing a subterranean formation Download PDFInfo
- Publication number
- NO320814B1 NO320814B1 NO19952967A NO952967A NO320814B1 NO 320814 B1 NO320814 B1 NO 320814B1 NO 19952967 A NO19952967 A NO 19952967A NO 952967 A NO952967 A NO 952967A NO 320814 B1 NO320814 B1 NO 320814B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- approx
- mica
- fracturing fluid
- fracturing
- fluid
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 71
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 35
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims description 5
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 50
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 50
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 48
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 34
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 13
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 31
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 11
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 10
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 241001211987 Barea Species 0.000 description 6
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 6
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 3
- -1 acryl- Chemical group 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 3
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 3
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 2
- ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluorocyclohexane Chemical compound FC1(F)CCCCC1 ZORQXIQZAOLNGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N Epichlorohydrin Chemical compound ClCC1CO1 BRLQWZUYTZBJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001612 Hydroxyethyl starch Polymers 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxosilane oxo(oxoalumanyloxy)alumane oxygen(2-) Chemical compound [O--].[K+].[K+].O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O YGANSGVIUGARFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001341 hydroxy propyl starch Substances 0.000 description 1
- 229940050526 hydroxyethylstarch Drugs 0.000 description 1
- 235000013828 hydroxypropyl starch Nutrition 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052627 muscovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000847 nonoxynol Polymers 0.000 description 1
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical class CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229910052628 phlogopite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000244 polyoxyethylene sorbitan monooleate Substances 0.000 description 1
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000003340 retarding agent Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000001593 sorbitan monooleate Substances 0.000 description 1
- 235000011069 sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229940035049 sorbitan monooleate Drugs 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-M sulfamate Chemical compound NS([O-])(=O)=O IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
- C09K8/514—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
- C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
- C09K8/72—Eroding chemicals, e.g. acids
- C09K8/74—Eroding chemicals, e.g. acids combined with additives added for specific purposes
- C09K8/76—Eroding chemicals, e.g. acids combined with additives added for specific purposes for preventing or reducing fluid loss
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S507/00—Earth boring, well treating, and oil field chemistry
- Y10S507/906—Solid inorganic additive in defined physical form
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S507/00—Earth boring, well treating, and oil field chemistry
- Y10S507/922—Fracture fluid
Description
Denne oppfinnelse angår utvinning av hydrokarbon-fluider fra undergrunnsformasjoner. Mer spesielt angår den en ny additiv-kombinasjon for regulering av fluidtap, for anvendelse i fraktureringsfluider, et nytt fraktureirngsfluid som inne- This invention relates to the extraction of hydrocarbon fluids from underground formations. More particularly, it relates to a new additive combination for controlling fluid loss, for use in fracturing fluids, a new fracturing fluid containing
holder en slik additiv-kombinasjon, samt en fremgangsmåte for frakturering hvor det nye fraktureirngsfluid anvendes. holds such an additive combination, as well as a method for fracturing where the new fracturing fluid is used.
Ved utvinning av hydrokarbon-materialer fra undergrunnsformasjoner, er When extracting hydrocarbon materials from underground formations, is
det vanlig praksis, spesielt når det gjelder formasjoner med lav permeabilitet, å frakturere den hydrokarbonholdige formasjonen under tilveiebringelse av strøm-ningskanaler for å lette produksjonen av hydrokarbonene til borehullet. Ved slike fraktureringsoperasjoner injiseres et fraktureirngsfluid hydraulisk ned i en brønn som trenger gjennom undergrunnsformasjonen, og presses mot formasjonen ved hjelp av trykk. Ved denne fremgangsmåte tvinges formasjonen til å sprekke eller fraktureres, og det anbringes et proppemiddel i sprekken. Sprekken gir forbedret strømning av det utvinnbare fluid, blant annet olje, gass eller vann, inn i brønnen. Skjønt det er blitt anvendt mange forskjellige fraktureringsfluider, omfatter fraktureringsfluider vanligvis en fortykket eller gelert vandig løsning i hvilken det er sus-pendert partikler av "proppemiddel" som er hovedsakelig uløselige i fluidene i formasjonen. Partikler av proppemidlet som bæres av fraktureringsfluidet, forblir i den dannede sprekk, idet sprekken således avstives slik at den er åpen, når frak-tureringstrykket avlastes og brønnen settes i produksjon. Egnede proppemateri- it is common practice, particularly in the case of low permeability formations, to fracture the hydrocarbon-bearing formation while providing flow channels to facilitate the production of the hydrocarbons to the wellbore. In such fracturing operations, a fracturing fluid is hydraulically injected into a well that penetrates the underground formation, and is pressed against the formation by means of pressure. In this method, the formation is forced to crack or fracture, and a plugging agent is placed in the crack. The crack provides improved flow of the recoverable fluid, including oil, gas or water, into the well. Although many different fracturing fluids have been used, fracturing fluids generally comprise a thickened or gelled aqueous solution in which are suspended particles of "propagant" which are substantially insoluble in the fluids of the formation. Particles of the plugging agent carried by the fracturing fluid remain in the formed crack, the crack thus being braced so that it is open when the fracturing pressure is relieved and the well is put into production. Suitable plugging materials
aler innbefatter, men er ikke begrenset til, sand, valnøttskall, sintret bauxitt eller liknende materialer. Som fagfolk på området vil forstå, gir den "proppede" sprekk en større strømningskanal til borehullet gjennom hvilket det kan strømme en øket mengde hydrokarboner, slik at en brønns produksjonsgrad økes. materials include, but are not limited to, sand, walnut shells, sintered bauxite or similar materials. As those skilled in the art will appreciate, the "plugged" fracture provides a larger flow channel to the wellbore through which an increased amount of hydrocarbons can flow, thereby increasing a well's production rate.
Et vanlig problem ved mange hydrauliske fraktureringsoperasjoner er tap av fraktureringsfluid inn i formasjonens porøse matriks, spesielt i formasjoner med høy permeabilitet, f.eks. formasjoner med en permeabilitet på mer enn 2 md. Tap av fraktureringsfluid er uheldig, ikke bare på grunn av kostnadshensyn, men særlig på grunn av at det begrenser sprekkgeometrien som kan frembringes i formasjon- A common problem with many hydraulic fracturing operations is the loss of fracturing fluid into the formation's porous matrix, especially in formations with high permeability, e.g. formations with a permeability of more than 2 md. Loss of fracturing fluid is unfortunate, not only because of cost considerations, but especially because it limits the fracture geometry that can be produced in formation-
er med høy gjennomtrengelighet. Vanligvis avhenger tap av fraktureirngsfluid av egenskapene hos bergarten i formasjonen, fraktureringsfluidets egenskaper, sprekkens skjærhastighet og trykkforskjellen mellom det injiserte fluidet og pore-trykket i bergmatriksen. Med hensyn til dette, er fraktureringsfluidets egenskaper de egenskaper som fluidet i formasjonen har, og som blant annet påvirkes av den is of high permeability. Generally, loss of fracturing fluid depends on the properties of the rock in the formation, the properties of the fracturing fluid, the shear rate of the fracture and the pressure difference between the injected fluid and the pore pressure in the rock matrix. With regard to this, the properties of the fracturing fluid are the properties that the fluid in the formation has, and which, among other things, are affected by the
temperatur- og skjærhistorie fluidet er blitt underkastet ved sin gjennomgang nedover borehullet og gjennom sprekken. temperature and shear history the fluid has been subjected to during its passage down the borehole and through the fracture.
Grundig analysering av problemet med tap av fraktureirngsfluid i formasjoner med høy gjennomtrengelighet viser at det er nødvendig å redusere "sprut" Thorough analysis of the problem of loss of fracturing fluid in formations with high permeability shows that it is necessary to reduce "splash"
("spurt"). Anvendt i det foreliggende angir betegnelsen "sprut" generelt volumet av fluid som tapes under fraktureringen på grunn av tidlig utlekking av fraktureringsfluid før porer i formasjonen kan tilstoppes og/eller det dannes en ytre fifterkake på overflaten. Det er tidligere blitt anvendt forskjellige additiver til fluidet, idet meste* delen er valgt eller utformet til hurtig dannelse av en ytre fifterkake med lav permeabilitet, under liten eller ingen skjærspenning {vanligvis omtalt som statiske til-stander) for dekking av porene og stopping av sprut. Denne fremgangsmåten er utilfredsstillende, siden høye skjærspenninger eliminerer eller kraftig begrenser dannelsen av ytre fifterkake. ("asked"). As used herein, the term "splash" generally refers to the volume of fluid lost during fracturing due to early leakage of fracturing fluid before pores in the formation can be plugged and/or an outer fifter cake forms on the surface. Various additives have previously been used for the fluid, most of which have been selected or designed for the rapid formation of an outer filter cake with low permeability, under little or no shear stress (usually referred to as static conditions) to cover the pores and stop splash. This method is unsatisfactory, since high shear stresses eliminate or severely limit the formation of outer fifter cake.
Vanligvis er det slik at jo høyere permeabiliteten er hos en bergfoimasjon, desto større er det sannsynlig at spruten er. Det er imidlertid blitt påvist at under hydraulisk frakturering finner det sted sprut hovedsakelig ved eller nær sprekkens fremskytende spiss, hvor ny bergoverflate dannes. Skjærspenningene som fraktureringsfluidet utøver på bergformasjonens overflate, er større nær sprekkens spiss, på grunn av den smalere sprekkåpning på dette sted. Som angitt, forhind-rer de høye skjærspenninger dannelse av ytre fifterkaker av polymer og/eller fluidtap-additiver ved erodering av overflaten av kaken som er i kontakt med fraktureringsfluidet. For at et fluidtap-additiv skal være effektivt, må det følgelig kunne stoppe sprut under høye skjærhastigheter. Generally, the higher the permeability of a rock formation, the larger the spatter is likely to be. However, it has been demonstrated that during hydraulic fracturing, spatter occurs mainly at or near the protruding tip of the crack, where new rock surface is formed. The shear stresses that the fracturing fluid exerts on the surface of the rock formation are greater near the tip of the crack, due to the narrower crack opening at this location. As indicated, the high shear stresses prevent the formation of outer fifter cakes of polymer and/or fluid loss additives by eroding the surface of the cake in contact with the fracturing fluid. Consequently, for a fluid loss additive to be effective, it must be able to stop spatter under high shear rates.
US-patent 4 997 581 beskriver anvendelse ifølge teknikkens stand av forskjellige uorganiske faststoffer, naturlige stivelsestyper og kombinasjoner av findelte uorganiske faststoffer med naturlige stivelsestyper. Alle disse materialer anses av disse patentinnehavere å være mangelfulle når det gjelder regulering av tap av fraktureirngsfluid i formasjoner med fra moderat til høy permeabilitet. US patent 4,997,581 describes the use according to the state of the art of various inorganic solids, natural starch types and combinations of finely divided inorganic solids with natural starch types. All of these materials are considered by these patentees to be deficient in controlling fracturing fluid loss in moderate to high permeability formations.
Skjønt disse patent-innehavere forsøker å tilveiebringe et effektivt additiv ved anvendelse av blandinger av naturlige stivelsestyper og modifiserte stivelsestyper, har deres blandinger begrenset anvendelse. Når det for eksempel gjelder formasjoner med høy permeabilitet og høye temperaturer, f.eks. 149°C, vil naturlige og modifiserte stivelsestyper eventuelt ikke effektivt tilstoppe porene i sprekkveggene. Endelig medfører additiver som er foreslått av andre forskere på området, skjønt de gir en viss regulering av fluidtap, ofte usedvanlig store omkostninger. Although these patentees attempt to provide an effective additive using mixtures of natural starches and modified starches, their mixtures have limited application. When, for example, it concerns formations with high permeability and high temperatures, e.g. 149°C, natural and modified starch types may not effectively plug the pores in the crack walls. Finally, additives that have been proposed by other researchers in the field, although they provide some regulation of fluid loss, often entail exceptionally large costs.
Det har følgelig vært et behov for et billig additiv eller fraktureringsfluid som gir regulering av tap av fraktureringsfluid, og en fremgangsmåte for frakturering av en undergrunnsformasjon, karakterisert ved redusert fluidtap, under forskjellige betingelser som innbefatter både høy permeabilitet og høy temperatur. Oppfinnelsen oppfyller dette behov. Consequently, there has been a need for an inexpensive additive or fracturing fluid that provides regulation of loss of fracturing fluid, and a method for fracturing a subsurface formation, characterized by reduced fluid loss, under various conditions that include both high permeability and high temperature. The invention fulfills this need.
Oppfinnelsen angår derfor et additiv for regulering av fluidtap {tetningstilsats), og som omfatter et granulært stivelsesmateriale og finpartiWet glimmer idet vektforholdet mellom stivelsesmaterialet og glimmer er f ra ca. 11:1 til ca. 1:14. Blandingen for regulering av fluidtap ifølge oppfinnelsen inneholder fra-ca. 15 til ca 50 vekt%, basert på den totale vekt av additivet, av et ytterligere findelt uorganisk faststoff, eller en blanding av slike faststoffer. Additiv-komponentene ifølge oppfinnelsen kan tilsettes direkte til et egnet fraktureringsfluid, eller for å lette utfor-mingen kan additiv-komponentene ifølge oppfinnelsen suspenderes i et egnet fortynningsmiddel eller bærervæske, idet kombinasjonen av additivet for fluidtap-regulering og bærervæske da er kombinert med fraktureringsfluidet. Oppfinnelsen omfatter således videre en blanding for fluidtap-regulering som omfatter en bærervæske som inneholder fra ca. 2 til ca. 45 vekt% granulært stivelsesmateriale og fra 8 til 25 vekt% finpartiklet glimmer, basert på den totale vekt av blandingen, idet vektforholdet mellom stivelsesmateriale og glimmer er fra ca. 11:1 til ca. 1:14. The invention therefore relates to an additive for regulating fluid loss (sealing additive), and which comprises a granular starch material and finely divided mica, the weight ratio between the starch material and mica being from approx. 11:1 to approx. 1:14. The mixture for regulating fluid loss according to the invention contains from to approx. 15 to about 50% by weight, based on the total weight of the additive, of a further finely divided inorganic solid, or a mixture of such solids. The additive components according to the invention can be added directly to a suitable fracturing fluid, or to facilitate the design, the additive components according to the invention can be suspended in a suitable diluent or carrier fluid, the combination of the additive for fluid loss control and carrier fluid being then combined with the fracturing fluid. The invention thus further comprises a mixture for fluid loss control which comprises a carrier liquid containing from approx. 2 to approx. 45% by weight of granular starch material and from 8 to 25% by weight of finely divided mica, based on the total weight of the mixture, the weight ratio between starch material and mica being from approx. 11:1 to approx. 1:14.
Ved en annen utførelsesform omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for frakturering av en undergrunnsformasjon som gjennomtrenges av et borehull, som omfatter at det injiseres en fraktureringsfluid-blanding som inneholder et granulært stivelsesmateriale og findelt glimmer, idet vektforholdet mellom stivelsesmateriale og glimmer er fra ca. 11:1 til ca. 1:14, i borehullet og i kontakt med formasjonen, ved en hastighet og et trykk som er tilstrekkelig til frakturering av formasjonen, og i en mengde som er tilstrekkelig til tilveiebringelse av fluidtap-regulering. Det anvendte fraktureirngsfluid inneholder fortrinnsvis også et findelt uorganisk faststoff eller faststoffer, fra ca. 0,48 til ca. 1,80 gram pr.liter. In another embodiment, the invention comprises a method for fracturing an underground formation that is penetrated by a borehole, which comprises injecting a fracturing fluid mixture containing a granular starch material and finely divided mica, the weight ratio between starch material and mica being from approx. 11:1 to approx. 1:14, in the borehole and in contact with the formation, at a rate and pressure sufficient to fracture the formation, and in an amount sufficient to provide fluid loss control. The fracturing fluid used preferably also contains a finely divided inorganic solid or solids, from approx. 0.48 to approx. 1.80 grams per litre.
Hvilken som heist egnet granuiær stivelsestype eller blanding av stivelsestyper kan anvendes ved oppfinnelsen. Anvendt i det følgende innbefatter følgelig betegnelsen "stivelsesmateriale" én eller flere naturlige stivelsestyper, én eller flere kjemisk modifiserte stivelsestyper, og blandinger av én eller flere naturlige og/eller kjemisk modifiserte stivelsestyper. Naturlige stivelsestyper som kan anvendes ved oppfinnelsen, innbefatter, men er ikke begrenset tii, stivelse av poteter, hvete, tapioka, ris og mais, idet den foretrukkede stivelse er potetstivelse. Mest foretrukket anvendes for-gelatinerte stivelsestyper, spesielt for-gélatinert potetstivelse. For-gelatinerte stivelsestyper kan fås kommersielt, eller de kan fremstilles ved for-gelatineringsbehandling. Når det gjelder for-gelatinering, opp-varmes de valgte stivelsesgranuler i vann til et punkt hvor stivelsesgranulene sveller irreversibelt. Ved avkjøling beholdes denne svellede struktur. Anvendelse av for-gelatinerte stivelsestyper gir en viktig fordel når det gjelder kombinasjonen ifølge oppfinnelsen, siden disse materialene er stabile ved høyere temperaturer i formasjonen, f.eks. opp til 149°C. Kjemisk modifiserte stivelsestyper er slike som fås fra naturlige stivelsestyper ved kjemisk reaksjon mellom en naturlig stivelses- Any suitable granular starch type or mixture of starch types can be used in the invention. Accordingly, as used in the following, the term "starch material" includes one or more natural starch types, one or more chemically modified starch types, and mixtures of one or more natural and/or chemically modified starch types. Natural starch types that can be used in the invention include, but are not limited to, starches from potatoes, wheat, tapioca, rice and corn, the preferred starch being potato starch. Pre-gelatinized starch types are most preferably used, especially pre-gelatinized potato starch. Pre-gelatinized starch types can be obtained commercially, or they can be prepared by pre-gelatinization treatment. In the case of pre-gelatinization, the selected starch granules are heated in water to a point where the starch granules swell irreversibly. On cooling, this swollen structure is retained. The use of pre-gelatinized starch types provides an important advantage when it comes to the combination according to the invention, since these materials are stable at higher temperatures in the formation, e.g. up to 149°C. Chemically modified starch types are those obtained from natural starch types by chemical reaction between a natural starch
type og en egnet organisk reaktant. Kjemisk modifiserte stivelsestyper som kan anvendes ved oppfinnelsen, innbefatter, men er ikke begrenset til, karboksymetyl-stivelse, hydroksyetyl-stivelse, hydroksypropyl-stivelse, acetatstivetee, sulfamat-stivelse, fosfat-stivelse, nitrogen-modifisert stivelse, stivelse tverrbundet med alde-hyder, epiklorhydrin, borater og fosfater, og stivelse podet med akrytottirl, akryl- type and a suitable organic reactant. Chemically modified starch types that can be used in the invention include, but are not limited to, carboxymethyl starch, hydroxyethyl starch, hydroxypropyl starch, acetate starch, sulfamate starch, phosphate starch, nitrogen-modified starch, starch cross-linked with aldehydes , epichlorohydrin, borates and phosphates, and starch grafted with acrylamide, acryl-
amid, akrylsyre, metakrylsyre, maleinsyreanhydrid eller styren. Blant de modifi- amide, acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride or styrene. Among the modified
serte stivelsestyper er hydroksypropyl- og karboksymetyl-stivelsestyper foretruk- preferred starch types are hydroxypropyl and carboxymethyl starch types
ket. Skjønt granul-størrelsen av stivelses-partiklene ikke er avgjørende, idet kommersielt tilgjengelige størrelser er egnet, vil et foretrukket område av tørrpartikkel-størrelser være fra ca. 5 til ca. 150 pm. ket. Although the granule size of the starch particles is not critical, as commercially available sizes are suitable, a preferred range of dry particle sizes will be from approx. 5 to approx. 150 p.m.
Den spesielle glimmertype som anvendes ved oppfinnelsen, er et spørsmål The particular type of mica used in the invention is a question
om hva som ønskes. Anvendt i det foreliggende angir betegnelsen "glimmer" generelt naturlige og syntetiske silikatmaterialer med varierende kjemisk sammenset- about what is desired. As used herein, the term "mica" generally refers to natural and synthetic silicate materials of varying chemical composi-
ning, karakterisert ved at de kan spaltes i tynne art eller plater som er fleksible og elastiske. Egnede glimmertyper innbefatter muskovitt, flogopitt, biotftt, zinnwaditt og pegmatitt. Som angitt, fordres det finpartiklet glimmer. Median-partikkelstørrel- ning, characterized by the fact that they can be split into thin species or plates that are flexible and elastic. Suitable mica types include muscovite, phlogopite, biotftt, zinnwadite and pegmatite. As indicated, the fine particle mica is required. Median particle size
sen av glimmeren er fortrinnsvis mindre enn ca. 50 pm, mest foretrukket under 32 pm. sen of the mica is preferably less than approx. 50 pm, most preferably below 32 pm.
Hvis det anvendes et ytterligere uorganisk faststoff eller faststoffer (d.v.s. i If an additional inorganic solid or solids are used (i.e
tillegg til, og forskjellig fra, glimmer) sammen med de primære komponenter, vil median-partikkeIstørreIsen av dette også, som angitt, være passende liten, vanlig- in addition to, and distinct from, mica) together with the primary components, the median particle IstøreIsen of this will also, as indicated, be suitably small, common-
vis i samme område som glimmerpatriklene, og fortrinnsvis vil median- show in the same area as the mica patricles, and preferably the median
partikkelstørrelsen være under ca 50 um. Foretrukkede findelte uorganiske faststoffer innbefatter faststoffer av silisiumdioksid, kalkstein (CaC03), bergsalt, aluminiumoksid, talk og kaolin. the particle size must be below approx. 50 µm. Preferred finely divided inorganic solids include solids of silicon dioxide, limestone (CaCO 3 ), rock salt, alumina, talc and kaolin.
Forholdet mellom stivelsesmateriale og glimmer, på vektbasis, vil være i området fra ca. 11:1 til ca. 1:14, fortrinnsvis fra ca. 5:1 til ca. 1:7. Hvis det an- The ratio between starch material and mica, on a weight basis, will be in the range from approx. 11:1 to approx. 1:14, preferably from approx. 5:1 to approx. 1:7. If it an-
vendes ytterligere findeft(e) uorganisk(e) faststoff(er), kan det (de) uorganiske faststoff (er) erstatte en del av stivelsen eller glimmeren i det totale innholdet av faststoffer i blandingene. Det (de) findelte uorganiske faststoff (er) vil fortrinnsvis ha et vektforhold mellom slikt faststoff (slike faststoffer) og glimmer på fra ca. 1:1 if additional inorganic solid(s) are added, the inorganic solid(s) may replace part of the starch or mica in the total solids content of the mixtures. The finely divided inorganic solid(s) will preferably have a weight ratio between such solid(s) and mica of from approx. 1:1
til ca. 5:1, idet vektforholdet mellom de findelte faststoffer og stivelsesmaterialet således er fra ca. 7:1 til ca. 7:3. Skjønt man ikke ønsker å være bundet av noen oppfinnelsestepri, antas det at de noe deformerbare stivelsespartikler delvis vil fylle pore-innsnevringer ("pore throats") i formasjonen, idet glimmerpartiklene, som er småplater, fyller resten av innsnevringene eller hulrommene. Oppfinnelsen tilveiebringer således en bimodal porefyllingsmekanisme som er karakterisert ved en deformerbar partikkel med forbedret motstandsdyktighet overfor et fraktureringsfluid med høy skjærspenning, sammen med små partikler som kan hjelpe på forseglingen av porene. Når det gjelder dette, er de nevnte forhold mellom glim- to approx. 5:1, as the weight ratio between the finely divided solids and the starch material is thus from approx. 7:1 to approx. 7:3. Although one does not wish to be bound by any inventive step, it is believed that the somewhat deformable starch particles will partially fill pore throats ("pore throats") in the formation, the mica particles, which are small plates, filling the rest of the constrictions or cavities. The invention thus provides a bimodal pore filling mechanism that is characterized by a deformable particle with improved resistance to a high shear stress fracturing fluid, together with small particles that can help seal the pores. As far as this is concerned, the aforementioned relationships between glimmer-
mer og stivelse avgjørende, siden hulrommene i sprekk-overflatene ikke kan for-segles fullstendig ved forhold mellom glimmer og stivelse som er betydelig under de utpekte, og ved utilstrekkelige forhold mellom stivelse og glimmer vil forsegling av de større poreinnsnevringer muligens ikke oppnås. De ytterligere findelte uorganiske faststoffer vil, når de anvendes, hovedsakelig brukes i formasjoner med meget høy permeabilitet, f.eks. større enn 100 md, hvor de er fordelaktige på more and starch crucial, since the voids in the crack surfaces cannot be completely sealed at ratios between mica and starch that are significantly below those designated, and at insufficient ratios between starch and mica, sealing of the larger pore narrowings will possibly not be achieved. The further finely divided inorganic solids, when used, will mainly be used in formations with very high permeability, e.g. greater than 100 md, where they are advantageous on
grunn av sin stivhet. due to its rigidity.
Eventuelt, men fortrinnsvis, blandes blandingen av stivelsesmateriale og glimmer med et overflateaktivt middel for å hjelpe på dispergeringen av den tørre stivelses-glimmer-blanding i fraktureringsfluidet. Egnede overflateaktfve midler innbefatter overflateaktive midler med mindre HLB (lipofile) i HLB-området ca. 1- Optionally, but preferably, the mixture of starch material and mica is mixed with a surfactant to aid in the dispersion of the dry starch-mica mixture in the fracturing fluid. Suitable surfactants include surfactants with less HLB (lipophilic) in the HLB range approx. 1-
11, idet HLB-området 4-10 er foretrukket. Representative egnede overflateaktive midler innbefatter sorbitanmonooleat, polyoksyetylen-sorbitanmonooleat, etoksy- 11, with the HLB range 4-10 being preferred. Representative suitable surfactants include sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, ethoxy-
lert butanol og etoksylert nonylfenol, så vel som forskjellige blandinger av disse overflateaktive midler. De overflateaktive midler vil typisk anvendes ved et nivå på clay butanol and ethoxylated nonylphenol, as well as various mixtures of these surfactants. The surfactants will typically be used at a level of
fra ca. 0,1 til 10 vekt%, og fortrinnsvis ca. 0,5-5 vekt%. from approx. 0.1 to 10% by weight, and preferably approx. 0.5-5% by weight.
I praksis dispergeres additiv-komponentene ifølge oppfinnelsen normalt ved hjelp av det overflateaktive middelet i et egnet fortynningsmiddel eller bærerfluid. Egnede bærerfluider innbefatter mineralolje med lav toksisitet, diesel-brennstoff, kerosen og blandinger av disse. Bærer- og additiv-komponentene vil fortrinnsvis kombineres på en slik måte at stivelsen vil være tilstede i en mengde på fra ca. 2 til ca. 45 vekt%, idet glimmeren er tilstede i en mengde på fra ca. 8 til ca. 25 vekt%, hvor alle prosentandeler er basert på den totale vekt av bæreren og komponentene. Hvis det er til stede ytterligere uorganisk(e) faststoffer), vil de være tilstede i en mengde på fra ca. 8 til ca. 25 vekt%, idet alle prosentandeler igjen er basert på den totale vekt av bæreren og komponentene. Kombinasjonen av additiv-materiale pluss bærer blandes så lett med, eller dispergeres i, et fraktureringsfluid. In practice, the additive components according to the invention are normally dispersed using the surfactant in a suitable diluent or carrier fluid. Suitable carrier fluids include low toxicity mineral oil, diesel fuel, kerosene and mixtures thereof. The carrier and additive components will preferably be combined in such a way that the starch will be present in an amount of from approx. 2 to approx. 45% by weight, the mica being present in an amount of from approx. 8 to approx. 25% by weight, where all percentages are based on the total weight of the carrier and components. If additional inorganic solid(s) are present, they will be present in an amount of from approx. 8 to approx. 25% by weight, all percentages again being based on the total weight of the carrier and components. The combination of additive material plus carrier is then easily mixed with, or dispersed in, a fracturing fluid.
Det spesielle anvendte fraktureringsfluid med additiv-komponentene ifølge oppfinnelsen er i stor grad basert på valgfrihet og utgjør ingen del av den foreliggende oppfinnelse. Fluider kan for eksempel omfatte ikke-tverrbundne løs-ninger av cellulose eller guargummi, eller de kan være tverrbundne borat-, titan-eller zirkonium-fluider, idet det spesielle fluid som velges, bestemmes ved slike hensyn som behandlingstemperatur og konsentrasjon av proppemiddel som skal bæres. Som fagfolk på området vil være klar over, må imidlertid fraktureringsfluidet og additiv-materialer være forenlig på den måte at de ikke reagerer med hverandre eller på annen måte innvirker på de angitte funksjoner av hver av dem på noen uheldig måte. Additivmaterialene ifølge oppfinnelsen anvendes fortrinnsvis med vannbasetre fraktureringsfluider, skjønt dette ikke er et krav. Spesielt foretrukket er den type fraktureringsfluider som er beskrevet i US-patent 5 259-455, og de som er beskrevet i US-patent 4 686 052. The particular fracturing fluid used with the additive components according to the invention is largely based on freedom of choice and forms no part of the present invention. Fluids can, for example, comprise non-crosslinked solutions of cellulose or guar gum, or they can be crosslinked borate, titanium or zirconium fluids, the particular fluid being selected being determined by considerations such as treatment temperature and concentration of proppant to be is carried. As those skilled in the art will appreciate, however, the fracturing fluid and additive materials must be compatible in such a way that they do not react with each other or otherwise adversely affect the stated functions of each. The additive materials according to the invention are preferably used with water-based fracturing fluids, although this is not a requirement. Particularly preferred are the type of fracturing fluids described in US patent 5,259-455, and those described in US patent 4,686,052.
Som angitt, vil mengden addftiv-komponenter som tilveiebringes i fraktureringsfluidet, være den mengde som er tilstrekkelig eller effektiv til tilveiebringelse av den ønskede reguleringen av fluidtap. Denne konsentrasjonen av additiv vil varieres avhengig av den spesielle formasjons permeabilitet og andre egenskaper. Typisk dispergeres ca. 1,2-9,0 g/i av additiv-komponentene ifølge oppfinnelsen i fraktureringsfluidet, idet ca. 2,4-7,2 g/l av additiv-komponentene representerer et foretrukket tilsetningsområde. Som angitt, er konsentrasjonene av hver av additiv-komponentene i fraktureringsfluidet og forholdene mellom disse viktige hvis det skal oppnås effektiv forsegling av porene. Vanligvis vil fraktureringsfluidet As indicated, the amount of additive components provided in the fracturing fluid will be the amount sufficient or effective to provide the desired control of fluid loss. This concentration of additive will vary depending on the particular formation's permeability and other properties. Typically, approx. 1.2-9.0 g/l of the additive components according to the invention in the fracturing fluid, with approx. 2.4-7.2 g/l of the additive components represents a preferred addition range. As indicated, the concentrations of each of the additive components in the fracturing fluid and the ratios between these are important if effective sealing of the pores is to be achieved. Typically, the fracturing fluid will
inneholde fra ca. 0,24 til ca. 3,36 gram stivelsesmateriale, og fra ca. 0,3 til ca. contain from approx. 0.24 to approx. 3.36 grams of starch material, and from approx. 0.3 to approx.
3,36 gram glimmer pr. liter fraktureringsfluid. Hvis det anvendes et ytterligere uorganisk faststoff eller faststoffer, vil konsentrasjonen av slikt (slike) faststoffer) være i området fra ca. 0,48 til ca. 1,8 gram pr. liter fraktureringsfluid, fortrinnsvis fra ca. 0,6 til ca. 1,20 gram pr. liter. 3.36 grams of mica per liters of fracturing fluid. If a further inorganic solid or solids is used, the concentration of such (such) solids) will be in the range from approx. 0.48 to approx. 1.8 grams per liter of fracturing fluid, preferably from approx. 0.6 to approx. 1.20 grams per litres.
Etter utøvelse av oppfinnelsen, avsettes additivet for regulering av fluidtap, etter hvert som sprekken dannes i formasjonen, i porene i sprekkens vegger under dannelse av en forsegling som regulerer utlekkingshastigheten og avgrenser fraktureringsfluidet til sprekken. Med det samme fluidvolum kan det derfor fås en lengre sprekk. I motsetning til det som ville ventes, viser forsøk igjen at anvendelse av fraktureringsfluider med lavere, viskositet, som inneholder additiv-komponentene ifølge oppfinnelsen, gir bedre regulering av fluidtap enn når det anvendes mer viskøse fluider. After practicing the invention, as the fracture forms in the formation, the fluid loss control additive is deposited in the pores of the fracture walls forming a seal that regulates the rate of leakage and confines the fracturing fluid to the fracture. With the same fluid volume, a longer crack can therefore be obtained. Contrary to what would be expected, tests again show that the use of fracturing fluids with lower viscosity, which contain the additive components according to the invention, provides better regulation of fluid loss than when more viscous fluids are used.
For bestemmelse av egenskapene ved regulering av fluidtap hos blandingene ifølge oppfinnelsen, ble følgende forsøk utført. Forsøkene ble utført i dyna-miske fluidtap-celler som var modifikasjoner av enheten beskrevet av L.P. Rood-hart i SPEJ, (oktober 1985), s. 629-636. I de modifiserte celler ble det utført mål-inger av dynamisk fluidtap mens forsøksfluidet strømmet i spalte-geometri, idet et ringformig område i bare én av spalteveggene var porøst. I hvert tilfelle var over-flatearealet (4,97 cm<2>) og lengden (2,54 cm) de samme for den anvendte kjerne. Spaltens bredde var den samme som diameteren av kjernen. Variablene for hver kjøring var således temperatur, trykk, kjemetype og -permeabilitet, og skjærhastighet. In order to determine the properties of regulating fluid loss in the mixtures according to the invention, the following experiments were carried out. The experiments were carried out in dynamic fluid loss cells which were modifications of the unit described by L.P. Rood-hart in SPEJ, (October 1985), pp. 629-636. In the modified cells, measurements of dynamic fluid loss were carried out while the test fluid flowed in slot geometry, with an annular area in only one of the slot walls being porous. In each case the surface area (4.97 cm<2>) and length (2.54 cm) were the same for the core used. The width of the gap was the same as the diameter of the core. The variables for each run were thus temperature, pressure, core type and permeability, and shear rate.
I forsøkene ble det laget vandige fraktureringsfluider av den guargummi-holdige type, som inneholdt stivelsesmateriale og glimmer, eller stivelse, glimmer og silisiumdioksid-mel, i de andeler som er angitt i det følgende. Stivelsen, glimmeren og silisiumdioksidet ble, hvis tilstede, først oppslemmet med en liten mengde diesel nr. 2, organofil leire og overflateaktfvt middel for bekvem dispergering i fraktureringsfluidet. Hvert fraktureringsfluid inneholdt typiske additiver som vanligvis finnes i slike fluider, så som antiskum-middel, baktericid, friksjonsreduserende middel og forsinkelsesmiddel. I tabellene med resultater for hvert forsøk er det imidlertid, for påvisning av betydningen av additiv-komponentene ifølge oppfinnelsen, bare gjort sammenlikninger med kjøringer av identisk eller analogt fraktureringsfluid som ikke inneholder additiv-komponentene, under de samme eller hovedsakelig like forsøksbetingelser, idet de eneste betydelige forskjeller når det gjelder "kontroir-kjøringene er fravær av den organofile leire og overflateaktivt middel, og noe lavere innhold av diesel nr. 2. In the experiments, aqueous fracturing fluids of the guar gum-containing type were made, which contained starch material and mica, or starch, mica and silicon dioxide flour, in the proportions indicated below. The starch, mica and silicon dioxide, if present, were first slurried with a small amount of No. 2 diesel, organophilic clay and surfactant for convenient dispersion in the fracturing fluid. Each fracturing fluid contained typical additives commonly found in such fluids, such as antifoam, bactericide, friction reducing agent and retarding agent. In the tables of results for each test, however, in order to demonstrate the significance of the additive components according to the invention, only comparisons have been made with runs of identical or analogous fracturing fluid that does not contain the additive components, under the same or substantially similar test conditions, as the only significant differences when it comes to the "controir runs" are the absence of the organophilic clay and surfactant, and a somewhat lower content of diesel no. 2.
I alle tilfeller ble skjærhastigheten variert, som følger In all cases, the shear rate was varied, as follows
Resultatene av forsøkene, med aktuelle variabler, er som følger The results of the experiments, with relevant variables, are as follows
I IN
I disse kjøringer ble det anvendt en Barea-sandsteinkjeme med en spesifikk permeabilitet på 1,90, og temperaturen var 65,5°C. I kolonne A er komponentene i "kontroir-fraktureringsfluid-blandingen oppført, mens komponentene ifølge oppfinnelsen er oppført i kolonne B. In these runs, a Barea sandstone core with a specific permeability of 1.90 was used, and the temperature was 65.5°C. In column A, the components of the control fracturing fluid mixture are listed, while the components according to the invention are listed in column B.
Fluidtap-mengder (totale) i milliliter, etter de angitte tidsrom, var som følger: Fluid loss amounts (total) in milliliters, after the indicated time periods, were as follows:
Ved lav spesifikk permeabilitet viser følgelig blandingen ifølge oppfinnelsen forbedret regulering av fluidtap. At low specific permeability, the mixture according to the invention consequently shows improved regulation of fluid loss.
fl etc
I dette sett hadde Barea-sandstein-"kontroir-kjemen en spesifikk permeabilitet på 2,08, mens kjernen som ble anvendt med blandingen ifølge oppfinnelsen, hadde en spesifikk permeabilitet på 2,03. Den anvendte temperatur var 121°C, og mengden guargummi ble øket til 3,6 g/l. Alle andre parametere var de samme som for kjøring I. In this set, the Barea sandstone "control" core had a specific permeability of 2.08, while the core used with the composition of the invention had a specific permeability of 2.03. The temperature used was 121°C, and the amount of guar gum was increased to 3.6 g/l. All other parameters were the same as for run I.
Mengder fluidtap (totale), i milliliter, var som følgen Amounts of fluid loss (total), in milliliters, were as follows
S S
I denne kjøring hadde Barea-sandstein-"kontroH"-kjemen en spesifikk permeabilitet på 9,85, mens kjernen som ble anvendt med blandingen ifølge oppfinnelsen, hadde en spesifikk permeabilitet på 10,11. Alle andre parametere var de samme som for kjøring I. Mengder fluidtap (totale), i milliliter, var som følger In this run, the Barea sandstone "controH" core had a specific permeability of 9.85, while the core used with the composition of the invention had a specific permeability of 10.11. All other parameters were the same as for run I. Amounts of fluid loss (total), in milliliters, were as follows
IV IV
Variablene i dette sett svarer til variablene i kjøring II, bortsett fra at Barea-sandstein-"kontroH"-kjemen hadde en spesifikk permeabilitet på 45,86, og kjernen som ble anvendt med blandingen ifølge oppfinnelsen, hadde en spesifikk permeabilitet på 49,28. Mengder fluidtap (totale), i milliliter, var som følger: The variables in this set correspond to the variables in run II, except that the Barea sandstone "controH" core had a specific permeability of 45.86, and the core used with the composition of the invention had a specific permeability of 49.28 . Amounts of fluid loss (total), in milliliters, were as follows:
Y Y
I disse kjøringer var "kontroir-kjernen en Barea-sandsteinkjeme med en spesifikk permeabilitet på 200,42, kjernen som ble anvendt med blandingen ifølge oppfinnelsen, hadde en spesifikk permeabilitet på 199,60, og temperaturen var 65,5°C. I kolonne A er "kontrollen" med basisfraktureringsfluidblandingen vist, mens kolonne B definerer fluidet ifølge oppfinnelsen. In these runs, the control core was a Barea sandstone core with a specific permeability of 200.42, the core used with the composition of the invention had a specific permeability of 199.60, and the temperature was 65.5°C. In column A is the "control" with the base fracturing fluid mixture shown, while column B defines the fluid of the invention.
Fluidtap-mengder (totale) i milliliter, etter de angitte tidsrom, var som følger: Fluid loss amounts (total) in milliliters, after the indicated time periods, were as follows:
VI WE
I denne kjøring hadde Barea-sandstein-"kontroir-kjemen en spesifikk permeabilitet på 407,13, mens kjernen som ble anvendt med blandingen ifølge oppfinnelsen, hadde en spesifikk permeabilitet på 404,93. Alle andre parametere var de samme som for kjøring V. Mengder fluidtap (totale), i milliliter, var som følger: In this run, the Barea sandstone "control" core had a specific permeability of 407.13, while the core used with the composition of the invention had a specific permeability of 404.93. All other parameters were the same as for Run V. Amounts of fluid loss (total), in milliliters, were as follows:
Oppsummert viser disse forsøkene god reguleringsevne når det gjelder fluidtap ved høye skjærhastigheter og over et vidt spektrum av spesifikk permeabilitet og temperatur. In summary, these experiments show good regulation ability in terms of fluid loss at high shear rates and over a wide spectrum of specific permeability and temperature.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US28178694A | 1994-07-28 | 1994-07-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO952967D0 NO952967D0 (en) | 1995-07-27 |
NO952967L NO952967L (en) | 1996-01-29 |
NO320814B1 true NO320814B1 (en) | 2006-01-30 |
Family
ID=23078779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19952967A NO320814B1 (en) | 1994-07-28 | 1995-07-27 | Sealing additive, fracturing fluid and method for fracturing a subterranean formation |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5948733A (en) |
CA (1) | CA2154850A1 (en) |
GB (1) | GB2291906B (en) |
NO (1) | NO320814B1 (en) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030203822A1 (en) * | 1996-07-24 | 2003-10-30 | Bradbury Andrew J. | Additive for increasing the density of a fluid for casing annulus pressure control |
US7267291B2 (en) * | 1996-07-24 | 2007-09-11 | M-I Llc | Additive for increasing the density of an oil-based fluid and fluid comprising such additive |
US6786153B2 (en) * | 2002-09-19 | 2004-09-07 | Interflex Laser Engravers, Llc | Printing rolls having wear indicators and methods for determining wear of printing and anilox rolls and sleeves |
GB2315505B (en) * | 1996-07-24 | 1998-07-22 | Sofitech Nv | An additive for increasing the density of a fluid and fluid comprising such additve |
US6216786B1 (en) * | 1998-06-08 | 2001-04-17 | Atlantic Richfield Company | Method for forming a fracture in a viscous oil, subterranean formation |
GB2340147A (en) * | 1998-07-30 | 2000-02-16 | Sofitech Nv | Wellbore fluid |
US6251838B1 (en) * | 1998-10-02 | 2001-06-26 | Benchmark Research & Technologies, Inc. | Suspended delayed borate cross-linker |
US6605570B2 (en) | 2001-03-01 | 2003-08-12 | Schlumberger Technology Corporation | Compositions and methods to control fluid loss in surfactant-based wellbore service fluids |
US6976537B1 (en) | 2002-01-30 | 2005-12-20 | Turbo-Chem International, Inc. | Method for decreasing lost circulation during well operation |
US6821931B2 (en) * | 2002-03-05 | 2004-11-23 | Alpine Mud Products Corporation | Water-based drilling fluid additive containing talc and carrier |
US6737384B2 (en) * | 2002-03-05 | 2004-05-18 | Alpine Mud Products Corporation | Drilling fluid additive system containing talc and cellulose |
US7398826B2 (en) * | 2003-11-14 | 2008-07-15 | Schlumberger Technology Corporation | Well treatment with dissolvable polymer |
US7677311B2 (en) * | 2002-08-26 | 2010-03-16 | Schlumberger Technology Corporation | Internal breaker for oilfield treatments |
US7033976B2 (en) | 2003-01-06 | 2006-04-25 | M-I L.L.C. | Fluid system additive |
US7081439B2 (en) * | 2003-11-13 | 2006-07-25 | Schlumberger Technology Corporation | Methods for controlling the fluid loss properties of viscoelastic surfactant based fluids |
WO2005118742A2 (en) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | M-I L.L.C. | The use of sized barite as a weighting agent for drilling fluids |
US7635028B2 (en) | 2006-09-18 | 2009-12-22 | Schlumberger Technology Corporation | Acidic internal breaker for viscoelastic surfactant fluids in brine |
US8481462B2 (en) | 2006-09-18 | 2013-07-09 | Schlumberger Technology Corporation | Oxidative internal breaker system with breaking activators for viscoelastic surfactant fluids |
US20100230169A1 (en) * | 2009-03-12 | 2010-09-16 | Daniel Guy Pomerleau | Compositions and methods for inhibiting lost circulation during well operations |
US20140296843A1 (en) | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Bnr Technology Development, Llc | Apparatus and method for treating cancer cells and bacteria in mammals including humans |
WO2017131704A1 (en) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | New clean gravel pack fluid composition and method for sand control applications |
RU2627502C1 (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-08 | Закрытое акционерное общество "ХИМЕКО-ГАНГ" | Development method of non-homogeneous oil formation with use of polymer-dispersed composition |
US20210108130A1 (en) | 2019-10-11 | 2021-04-15 | Feipeng Liu | Chemical Additives for Enhancing the Performance of Friction Reducer Solution and Its Applications Thereof |
CN113266331A (en) * | 2021-06-18 | 2021-08-17 | 延安双丰集团有限公司 | Multi-channel hydraulic fracturing method |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3408296A (en) * | 1965-01-25 | 1968-10-29 | Continental Oil Co | Low liquid loss composition |
US3601194A (en) * | 1969-07-14 | 1971-08-24 | Union Oil Co | Low fluid loss well-treating composition and method |
US4289632A (en) * | 1979-09-20 | 1981-09-15 | Phillips Petroleum Company | Lost circulation material for sealing permeable formations |
US4686052A (en) * | 1985-07-08 | 1987-08-11 | Dowell Schlumberger Incorporated | Stabilized fracture fluid and crosslinker therefor |
US4997581A (en) * | 1988-11-14 | 1991-03-05 | Nalco Chemical Company | Additive and method for temporarily reducing permeability of subterranean formations |
US5054554A (en) * | 1990-07-13 | 1991-10-08 | Atlantic Richfield Company | Rate control method for hydraulic fracturing |
ZA929373B (en) * | 1991-12-06 | 1993-06-02 | Chem Services | Drilling mud additive. |
US5259455A (en) * | 1992-05-18 | 1993-11-09 | Nimerick Kenneth H | Method of using borate crosslinked fracturing fluid having increased temperature range |
-
1995
- 1995-07-27 NO NO19952967A patent/NO320814B1/en not_active IP Right Cessation
- 1995-07-27 CA CA002154850A patent/CA2154850A1/en not_active Abandoned
- 1995-07-28 GB GB9515471A patent/GB2291906B/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-09-18 US US08/725,837 patent/US5948733A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO952967D0 (en) | 1995-07-27 |
GB9515471D0 (en) | 1995-09-27 |
CA2154850A1 (en) | 1996-01-29 |
US5948733A (en) | 1999-09-07 |
GB2291906A (en) | 1996-02-07 |
NO952967L (en) | 1996-01-29 |
GB2291906B (en) | 1998-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO320814B1 (en) | Sealing additive, fracturing fluid and method for fracturing a subterranean formation | |
US5929002A (en) | Fluid loss control | |
CA2460954C (en) | Dry mix for water based drilling fluid | |
CA2208205C (en) | Well completion spacer fluids and methods | |
CA2943594C (en) | Lost-circulation materials of two different types of fibers | |
US8043997B2 (en) | Lost circulation material formulation and method of use | |
US5024276A (en) | Hydraulic fracturing in subterranean formations | |
US7645725B2 (en) | Subterranean treatment fluids with improved fluid loss control | |
US4173999A (en) | Technique for controlling lost circulation employing improved soft plug | |
AU2010213822B9 (en) | Wellbore servicing fluids comprising cationic polymers and methods of using same | |
NO314420B1 (en) | Oil-based composition and method for sealing underground zones | |
EA005149B1 (en) | Shear-sensitive plugging fluid for plugging and method for plugging a subterranean formation zone | |
EA011561B1 (en) | Method of drilling borehole providing fluid loss control | |
NO303699B1 (en) | Procedure for fracturing a selected underground formation | |
NO149324B (en) | PROCEDURE FOR TREATING AN UNDERGRADUAL FORM | |
US4997581A (en) | Additive and method for temporarily reducing permeability of subterranean formations | |
AU2009215288A1 (en) | Polymeric microspheres as degradable fluid loss additives in oilfield applications | |
CA3035017A1 (en) | Storable liquid suspension of hollow particles | |
US10870791B2 (en) | Compositions and methods for cross-linking hydratable polymers using produced water | |
US5552377A (en) | Mud sweep and spacer composition | |
US5009267A (en) | Method for temporarily reducing permeability of subterranean formations | |
NO162355B (en) | AURAL GEL AND PROCEDURE FOR FRACTURING UNDERGRADUAL FORMS. | |
Brandl et al. | An innovative cement spacer with biodegradable components effectively sealing severe lost circulation zones | |
EP0037418B1 (en) | Shear thickening fluid | |
EA010638B1 (en) | Water-based drilling fluids using latex additives |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CREP | Change of representative |
Representative=s name: ZACCO NORWAY AS, POSTBOKS 2003 VIKA, 0125 OSLO, NO |
|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |